关于微生物遗传的知识

• 原核生物在长期进化过程中演化出来的适应性和高度的应变能力，是它们赖以生存繁衍的根本。原核生物的生长与周围环境密切相关，它们必须不断调节各种不同的基因表达以适应营养条件和对付周围不利的物理化学因素。原核生物必须能迅速合成自身需要的蛋白质（酶）、核酸和其他生物大分子，而同时又能迅速地停止合成和降解那些不再需要的成分。原核生物中，营养状况和环境因素对基因表达起着举足轻重的影响。
• 基因表达：基因转录及翻译的过程。对这个过程的调节就称为基因调控。
• rRNA、tRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达。

基因表达的方式

• 组成型表达：指不受环境变化或代谢状态的影响的一类基因表达。

    某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达。通常被称为管家基因。

• 适应型（调节型）表达：指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因的表达。

    应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导，这类基因被称为可诱导的基因；相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏，相应的基因被称为可阻遏的基因。
基因表达的规律——时间性和空间性
1、时间特异性：按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，称之为基因表达的时间特异性。
多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。
2、空间特异性：在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，称之为基因表达的空间特异性。
基因表达伴随空间顺序所表现出的这种分布差异，实际上是由细胞在器官的分布决定的，所以空间特异性又称细胞或组织特异性。
转录水平上调控的其他形式
1、σ因子的更换
  在E.coli中,当细胞从基本的转录机制转入各种特定基因表达时，需要不同的s因子指导RNA聚合酶与各种启动子结合。
大肠杆菌中的各种σ因子比较

σ因子	编码基因	主要功能
σ70	rpoD	参与对数生长期和大多数碳代谢过程基因的调控
σ54	rpoN	参与多数氮源利用基因的调控
σ38	rpoH	分裂间期特异基因的表达调控
σ32	rpoS	热休克基因的表达调控
σ28	rpoF	鞭毛趋化相关基因的表达调控
σ24	rpoE	过度热休克基因的表达调控

• 温度较高，诱导产生各种热休克蛋白

    由σ³²参与构成的RNA聚合酶与热休克应答基因启动子结合，诱导产生大量的热休克蛋白，适应环境需要。

• 枯草芽孢杆菌芽孢形成

    有序的σ因子的替换，RNA聚合酶识别不同基因的启动子，使芽孢形成有关的基因有序地表达。
2、降解物对基因活性的调节

• cAMP—CAP复合物与启动子区的结合是转录起始所必需的。
• 单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时，细菌首先利用葡萄糖。
• 葡萄糖对 lac 操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏。

 
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